Question

11．某化学探究小组拟用铜片制取Cu（NO₃）₂，并探究其化学性质．
Ⅰ、他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀硝酸反应制取硝酸铜．
（1）如果直接用铜屑与稀硝酸反应来制取硝酸铜，可能导致的两个不利因素是生成等物质的量硝酸铜时消耗的硝酸多、产生污染物NO．
（2）实验中铜粉应该放在坩埚（填“蒸发皿”“坩埚”或“烧杯”）中灼烧．欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
Ⅱ、为了探究Cu（NO₃）₂在酸性条件下跟铁单质的反应．他们取一支试管，加入Cu（NO₃）₂溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质．
（3）该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验．请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论．

实验操作步骤	预期现象与结论
步骤1：观察样品	溶液呈蓝绿色，①不能（填“能”或“不能”）确定产物中铁元素的价态
步骤2： 取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液	②若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，说明产物中含+2价铁元素，若KMnO4溶液不褪色或红色不变浅，说明产物中不含+2价铁元素
步骤3：③另取少量溶液，滴加KSCN溶液	若溶液变为红色，说明产物中含+3价的铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含+3价的铁元素

Answer 1

分析 I、（1）直接用铜屑与稀硝酸反应来制取硝酸铜，发生3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）灼烧在坩埚中进行，从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，晶体含结晶水，需要蒸发浓缩、冷却结晶；
Ⅱ、加入Cu（NO₃）₂溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，酸性条件下Fe与硝酸根离子发生氧化还原反应，生成可能生成硝酸铁或硝酸亚铁或二者的混合物，亚铁离子具有还原性，铁离子遇KSCN溶液为血红色，以此来解答．

解答 解：I、（1）直接用铜屑与稀硝酸反应来制取硝酸铜，发生3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，硝酸作酸和氧化剂，且生成有毒气体NO，则两个不利因素是生成等物质的量硝酸铜时消耗的硝酸多、产生污染物NO，
故答案为：生成等物质的量硝酸铜时消耗的硝酸多；产生污染物NO；
（2）实验中铜粉应该放在坩埚中灼烧．欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，
故答案为：坩埚；蒸发浓缩；冷却结晶；
Ⅱ、（3）加入Cu（NO₃）₂溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，酸性条件下Fe与硝酸根离子发生氧化还原反应，生成可能生成硝酸铁或硝酸亚铁或二者的混合物，
则观察样品，溶液呈蓝绿色，不能确定产物中铁元素的价态；取少量溶液，滴加酸性KMnO₄溶液，若KMnO₄溶液的紫红色褪去或变浅，说明产物中含+2价铁元素，若KMnO₄溶液不褪色或红色不变浅，说明产物中不含+2价铁元素；另取少量溶液，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，说明产物中含+3价的铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含+3价的铁元素，
故答案为：①不能；②若KMnO₄溶液的紫红色褪去或变浅，说明产物中含+2价铁元素，若KMnO₄溶液不褪色或红色不变浅，说明产物中不含+2价铁元素；③另取少量溶液，滴加KSCN溶液．

点评 本题考查性质实验方案的设计，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、离子的检验和性质为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．